Le Centre d’Excellence « Moteurs de Traction » ALSTOM TRANSPORT ORNANS Activités de R&D et Partenariat académique et industriel Didier GIROD 6 octobre 2011

Présentation Alstom Transport- Juin 2011- Page 2

Alstom

Quatre activités principales

93 500 collaborateurs dans 100 pays

Présentation Alstom Transport- Juin 2011- Page 3

Secteur Thermal Power Équipements et services pour la production d’énergie

Secteur Transport Équipements et services pour le transport ferroviaire

Secteur Grid Équipements et services pour la transmission d’énergie

Secteur Renewable Power Équipements et services pour la production d’énergie

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Alstom Transport

Métro

Régional

Locomotives Très grande vitesse DISTANCE

VITESSE

Tram-Train

Tramway

Grande vitesse

Une vaste gamme de produits et services

SuburbaIn

Matériel roulant : du tramway à la très grande vitesse

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Une vaste gamme de produits et services

Infrastructure, signalisation, services et maintenance

SIGNALISATION INFRASTRUCTURE Pose de voies Electrification Alimentation par le sol Equipements électromécaniques

SERVICES ET MAINTENANCE Gestion complète de la maintenance Gestion des pièces détachées Modernisation Traintracer

Atlas : Révolution dans les systèmes de gestion “interopérables”

Urbalis : Solution souple et performante pour le contrôle des transport en commun

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Conçus dans le respect de l’environnement

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AGV Automotrice Grande Vitesse

EMISSIONS DE CO2 par passager par kilomètre

2,2 gr CO2

30 gr CO2

115 gr CO2

153 gr CO2

Alstom Transport en France

Sites Alstom Transport en France

• 8 500 employés, 27 000 emplois indirects

• 9 sites industriels

• CA ATSA : 2.5 Md€ dont 1.1 Md€ à l’export

• 80% des achats en France

• 80% de la R&D investis en France

Belfort - 600 employés - Site industriel Locomotives et Motrices TGV

Ornans - 420 employés - Site industriel moteurs et alternateurs

Besançon/Villersexel - 70 employés - Chantier de signalisation de la LGV Rhin-Rhône

Alstom Transport en Franche Comté

Site d’Ornans

Les données clés du site d’Ornans

• Effectifs : 420 personnes (Ouvriers 55 %, ATAM 25 %, Cadres 20 %)

• Investissements : 5,7 M€ en 2010 (3,5 M€ en R&D - 2,2M€ industriels) • 3700 moteurs et alternateurs/an fabriqués • Superficie: 37000 m² • Membre du pôle de compétitivité des Microtechniques

Les activités du site d’Ornans

Recherche, développement et fabrication des moteurs de traction

Recherche, développement et fabrication des alternateurs

Maintenance et rénovation.

Fourniture de pièces de rechange

Production – Évolutions techniques

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

1995 2000 2005 2010

Courant Continu

Synchrone

Asychrone

Total

Moteur

Bogie

Informatique

de contrôle

Appareillage

d’alimentation

Commande électrique de

propulsion Convertisseur

électronique

Bogie moteur TGV POS

Le moteur : un élément de la chaîne de traction

Le moteur de traction : un composant multiphysiques

MULTIPHYSIQUES

Thermique Chocs & Vibrations

Bruit

Pollution

Encombrement (Volume & Masse)

Fiabilité Durée de vie

Couple & Vitesse

Courants & Tensions

Création : avril 2006

SPIRES MOTEUR

d’innovations

6 INGENIEURS + 5 contrats CIFRES

COMPETENCES

FEDERATEURS

FINANCEURS

BREVETS : 19 Publications : 16

PRODUITS :

AGV – TRAM Volant d’Inertie

…

INNOVER

Collaborations FRANCE

7 PMEs

LaboratoiresiINTERNATIONAUX

4 projets labellisés

STRATEGIE LIVRE BLANC Budget : 3,5 M€ par an

Subventions reçues en 5 ans : 2,1 M€

SCIENTIFIC PLATFORM FOR INNOVATIVE RESEARCH ON

ELECTRIC MACHINES

( FUI )

• Réduire le poids et l’encombrement dans les trains − Ratio puissance/poids multiplié par 4

• Réduire la consommation d’énergie − Rendement amélioré ( 94 % 98 % ) − Récupération de l’énergie au freinage

1981 1989 1994 2007

TGV

Paris-Sud Est

TGV

Atlantique

Eurostar AGV

Type

C ContinuSynchrone

bobinéAsynchrone

Synchrone

aimants

permanents

Power, kW 535 1130 1020 1060

Weight, kg 1560 1525 1260 775

Ratio, kW/kg 0,34 0,74 0,81 1,37

R&D : gamme des moteurs et alternateurs à aimants permanents

• Gagner de nouveaux marchés

− Très grande vitesse (AGV)

− Transport urbain et périurbain

(Citadis Dualis tram-train)

− Transport régional (Coradia Polyvalent)

− Tram court (Aubagne)

R&D : gamme des moteurs et alternateurs à aimants permanents

L’innovation au service de la performance

AMIMAC ( Apport des MIcrotechniques dans les MAChines de traction )

Programme : 1,8 M€ sur 4 ans

FONDS

PROPRES

60%

REGION

3%DRIRE

1%CG25

5%

FCE

27%

CAGB

4%

4 Programmes : SEME RACER FAME PERFODEC 13 partenaires :

Programme AMIMAC - SEME

Département de Mécanique Appliquée

BESANCON

Objectifs de l’étude Proposer des règles de modélisation génériques "basses fréquences « des stators de moteurs. Identifier les zones les plus influentes sur le comportement dynamique du stator

Quantifier l’erreur de prédiction et le niveau de confiance associé

Mode 1

Mode 2

Mode 3

Mode 4 règles

prédictives et

génériques

Erreur de prédiction et niveau de

confiance

Deux types de pièces sont concernés :

Des pièces de fixations

Des pièces globalement planes

Programme AMIMAC - RACER

Objectifs de l’étude

Définir les critères de choix d'un traitement de surface anticorrosion

Définir et mettre au point une méthodologie d'évaluation, de validation et de

contrôle réception des solutions de protection de surface

Principaux résultats :

Recensement et évaluation des méthodes de tests et caractérisation des revêtements anticorrosion Tests pour évaluation rapide (en comparatif) Tests pour qualification Tests pour Contrôles Qualité

Programme AMIMAC - PERFODEC

Objectifs de l’étude

Améliorer la productivité et la qualité des pièces en optimisant la tenue à l’usure des éléments de découpe et en intégrant les résultats obtenus dès la conception des outils.

• Etude de faisabilité

• Phase expérimentale (campagne d’essais sur presse, mesures en labo.)

• Développement d’un modèle de simulation numérique

• Définition de règles technologiques (fiches métier)

Principaux résultats :

Essais multi-paramètres et multi-matières Outil de simulation

Programme AMIMAC - FAME

BESANCON

Objectifs de l’étude

Modéliser le comportement d’un système physique en dégradation Choisir les descripteurs de surveillance Prédire l’état futur du système Intégrer les conditions de fonctionnement variables Calculer la Durée Estimée de Fonctionnement Avant Défaillance (DEFAD) et l'intervalle de confiance associé

COSMI – AS2M

Coopération en-cours de construction avec ALSTOM Services

L’innovation au service de la performance

VITFER ( stockage d’énergie par un système de Volant d’Inertie optimisé pour les applications de transport Ferroviaire )

Programme : 3,6 M€ sur 3 ans

• Département de Mécanique Appliquée

Besançon

Dynamique du rotor Vieillissement des composites

Optimisation et intégration de la machine éléctrique

• Enisys - Belfort

Chef de projet Développement système Optimisation onduleur Intégration et Surveillance Industrialisation Validation système

Enceinte composite Matériaux

• Grenoble

L’innovation au service de la performance

AROMAT ( ARchitecture Optimisée des Moteurs à Aimants permanents pour la Traction ferroviaire )

Programme : 3 M€ sur 3 ans

Segment des automotrices

ENISYS Belfort

Programme AROMAT

Objectif 1 : réduire de 5 dBA le bruit rayonné (électromagnétique et aéraulique)

Programme AROMAT

STI 2006

Exigence client 2009

Exigence client >2011

Bruit extérieur

81dB(A)

80dB(A)

77dB(A)

Objectif 2 : réduire la consommation énergétique et la masse du moteur

Programme AROMAT

Modélisation et optimisation de nouvelles architectures, Choix de nouveaux matériaux,… Réduire les pertes électromagnétiques et mécaniques

DEMONSTRATEUR en 2012

QUESTIONS / REPONSES

TRANSPORT

www.alstom.com